News - Échange d’invités par un cliquet énergétique partiel dans l’eau

Échange d’invités par un cliquet énergétique partiel dans l’eau

Des avancées remarquables ont récemment permis de mimer certains aspects mécaniques de machines moléculaires biologiques, mais tous les systèmes décrits fonctionnent en solvant organique. Des chercheurs des équipes SREP, SACS, CROPS et de l’Université de Macau (Institut des Sciences Médicales Chinoises) ont maintenant décris un cliquet énergétique partiel fonctionnant dans l’eau, suggérant que les macrocycles de type cucurbituril pourraient devenir des composes-clé pour la construction de machines moléculaires avancées

Guest Exchange by a Partial Energy Ratchet in Water

Xue Yang, Qian Cheng, Valerie Monnier, Laurence Charles, Hakim Karoui, Olivier Ouari, Didier Gigmes, Ruibing Wang, Anthony Kermagoret, David Bardelang,
Angewandte Chemie-International Edition, 60 6617-6623 (2021) 

Molecular machines are ubiquitous in nature and function away from equilibrium by consuming fuels to produce appropriate work. Chemists have recently excelled at mimicking the fantastic job performed by natural molecular machines with synthetic systems soluble in organic solvents. In efforts toward analogous systems working in water, we show that guest molecules can be exchanged in the synthetic macrocycle cucurbit[7]uril by involving kinetic traps, and in such a way as modulating energy wells and kinetic barriers using pH, light, and redox stimuli. Ditolyl-viologen can also be exchanged using the best kinetic trap and interfaced with alginate, thus affording pH-responsive blue, fluorescent hydrogels. With tunable rate and binding constants toward relevant guests, cucurbiturils may become excellent ring molecules for the construction of advanced molecular machines working in water.